JP4644911B2 - 真空脱ガス処理容器の耐火物内張り構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、鉄鋼精錬に用いられる真空脱ガス処理容器の耐火物内張り構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
非金属介在物の少ない清浄度鋼の溶製や、極低炭素鋼の溶製のためには、RH式あるいはDH式の真空脱ガス処理設備を用いて鋼を二次精錬することが行われるが、鋼の成分規格は近年ますます厳しくなってきており、そのためこれら真空脱ガス処理設備にかかる要求も高度になってきている。特に、真空脱ガス処理容器の耐火物内張は、真空脱ガス工程を通じて直接溶鋼に接するために、溶鋼による浸食や脱炭工程中溶鋼に及ぼす加炭作用が極めて少ないことなど非常に厳しい条件が求められている。
【０００３】
このような条件を満足させるために、実開昭61-120750号公報には、不定形耐火物で形成された膨張吸収層に接する背面側、および背面側の一端から50mmないしは150mmの範囲の五面を金属板で被覆したマグネシアカーボン煉瓦を用いてウエアーライニングとする真空脱ガス槽のライニング構造が提案されている。また、特開平9-104915号公報には、1400℃の大気雰囲気中に4時間暴露した後の酸化脱炭層の厚さが5mm以下のマグネシアカーボンれんがを一部あるいは全部に内張りしたRH槽の耐火物内張り、あるいは、れんがの一面以上を金属板あるいは金属箔で覆ったマグネシアカーボンれんがを一部あるいは全部に内張りしたRH槽の耐火物内張りが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
これらの提案は、ともにRH脱ガス槽など真空脱ガス処理容器の内張りとしてマグネシアカーボンれんがを用いるものであり、これによって内張り耐火物の寿命延長や真空脱ガス工程における加炭作用の抑制が可能である。しかし、実開昭61-120750号公報に提案されている手段では、ライニング構造において被覆金属板の厚さを吸収するため、金属板で覆われていない部分の目地を必要以上に厚くしなければならない。例えば金属板の厚さが1mmであると目地の厚さは3mm以上となる。そのため、目地部分の先行消耗が発生したり、あるいは、比較的通気率の高い目地モルタルを介してれんがの酸化が促進されるなどの不都合がある。
【０００５】
一方、特開平9-104915号公報に提案されている方法では、槽寿命の延長効果は認められるものの、質量比でCを15%含有するマグネシアカーボンれんがを使用しているためか、真空脱ガス処理容器により真空脱炭する際に加炭が生じ、そのため、極低炭素鋼の製造が困難になるという問題があった。また、その実施例によれば、金属板に被覆が前記実開昭61-120750号公報の提案と同様に行われているため、前記提案と同様の問題が生ずる。
【０００６】
本発明は、これら従来技術に係る問題を解決することを目的とし、真空脱ガス処理容器の寿命を延長するとともに、真空脱ガス処理容器により真空脱炭により極低炭素鋼の製造が可能になる真空脱ガス処理容器の耐火物内張り構造を提案することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、真空脱ガス処理容器の耐火物内張り構造を、背面側のみが不焼成マグネシアカーボン煉瓦本体の側面の稜線までを覆う金属板で接着剤を用いて被覆され、質量比で3〜7%のグラファイトを配合してなる不焼成マグネシアカーボン煉瓦を、目地厚さを3mm以下として、一部あるいは全部に内張りしたものとする。
【０００８】
なお、上記発明において背面側とは、不焼成マグネシアカーボンれんがのうち溶鋼に接する面（いわゆる作動面）の背面側をいい、いいかえれば、真空脱ガス処理容器の耐火物構造のうち不定形耐火物で形成された膨張吸収層に接する面をいう。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明において用いる不焼成マグネシアカーボンれんがの一部切り欠き斜視図である。ここに示すように本発明に用いる不焼成マグネシアカーボンれんがは、不焼成マグネシアカーボンれんが本体1とその背面側を覆う金属板2からなっている。ここに、金属板2は、例えば、厚さ1mm程度のステンレス製金属板であり、前記不焼成マグネシアカーボンれんが本体1の背面側に隣接する側面の稜線まで覆うものとなっている。なお、金属板2は、不焼成マグネシアカーボンれんが本体1に例えばブチルゴム系両面テープなどの接着剤で固定されている。
【００１０】
上記の構造のマグネシアカーボンれんがを真空脱ガス処理容器の内張り耐火物として用い、隣り合うれんが間の目地厚さを薄くして施工した場合、れんが目地からの損耗の低減を図ることができる。すなわち、このように目地の厚さを薄くしたときには、れんが間の目地を通してのれんがの損耗が防止されるとともに、れんが間には金属板が存在しないので従来みられたような金属板の先行溶融がなくなる。これにより、従来のような背面及びそれに近接する五面を金属板で覆った場合に較べ、内張りの損耗速度を約10%程度小さくすることができる。
【００１１】
マグネシアカーボンれんがを不焼成とした場合、形状精度が非常に良く、かつ、熱膨張が比較的大きいので（1.8%程度）、いわゆる目地なしでも施工できるのであるが、上記の効果を挙げるためには、目地厚さは3mm以下、好ましくは2.5mm以下とするのがよい。なお、れんが背面側の目地厚さは、特に制限する必要がなく、通常のように5±2mm程度とすればよい。背面側には金属板被覆が施してあり、背面側からの酸化は十分防止されているからである。また、目地に使用するモルタルは通常のものでよいが、マグネシア60%以上のマグネシアモルタルとするのがよい。
【００１２】
本発明においては、上記マグネシアカーボンれんが中のグラファイト配合割合は、質量比で3〜7%とする。図２は、図１に示す構造を有するマグネシアカーボンれんが（厚さ71mm、幅72mm、長さ400mm）を、１回当たりの処理量が320tのRHガス処理容器の下槽部側壁に内張りし、連続して500回使用したときのれんが損耗量をマグネシアカーボンれんがにおけるグラファイト配合割合との関係を示すグラフである。ここに示すように、グラファイト配合割合がほぼ7%のときに損耗量が最も低くなることがわかる。
【００１３】
一方、図３は、転炉で溶製され、質量比でC：0.04%、O：500ppmの成分を有する溶鋼を上記真空脱ガス処理容器で真空脱炭精錬を行ったときの脱炭限度とマグネシアカーボンれんがにおけるグラファイト配合割合との関係を示すグラフである。ここに示すように、20ppm以下の極低炭素レベルに脱炭するためには、グラファイト配合割合をほぼ7%以下、好ましくは、5%以下とすべきであることが分かる。
【００１４】
これら図２、図３の結果を総合してみると、上記マグネシアカーボンれんがのグラファイト配合割合は、マグネシアカーボンれんが中の質量比で、3〜7%とするのが、損耗量および脱炭限度の双方から望ましいことが分かる。本発明は、これらの事象を基礎としており、したがって、極低炭素鋼の溶製に特に適する。
【００１５】
【発明の効果】
本発明は、上記のように背面側のみが金属板で覆われている不焼成マグネシアカーボンれんがを用いて、真空脱ガス処理容器の耐火物内張りとすることとしたので、耐火物寿命、ひいては真空脱ガス処理容器の寿命を大幅に延長することができるのみならず、極低炭素鋼の溶製が確実にできるようになるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明において用いる不焼成マグネシアカーボンれんがの一部切り欠き斜視図である。
【図２】 真空脱ガス処理容器の下槽部側壁にマグネシアカーボンれんがを使用したときのれんが損耗量とグラファイト配合割合との関係を示すグラフである。
【図３】 転炉で溶製された溶鋼の真空脱ガス処理容器における脱炭限度とマグネシアカーボンれんが中のグラファイト配合割合との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1：不焼成マグネシアカーボンれんが本体
2：金属板
【発明の属する技術分野】
この発明は、鉄鋼精錬に用いられる真空脱ガス処理容器の耐火物内張り構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
非金属介在物の少ない清浄度鋼の溶製や、極低炭素鋼の溶製のためには、RH式あるいはDH式の真空脱ガス処理設備を用いて鋼を二次精錬することが行われるが、鋼の成分規格は近年ますます厳しくなってきており、そのためこれら真空脱ガス処理設備にかかる要求も高度になってきている。特に、真空脱ガス処理容器の耐火物内張は、真空脱ガス工程を通じて直接溶鋼に接するために、溶鋼による浸食や脱炭工程中溶鋼に及ぼす加炭作用が極めて少ないことなど非常に厳しい条件が求められている。
【０００３】
このような条件を満足させるために、実開昭61-120750号公報には、不定形耐火物で形成された膨張吸収層に接する背面側、および背面側の一端から50mmないしは150mmの範囲の五面を金属板で被覆したマグネシアカーボン煉瓦を用いてウエアーライニングとする真空脱ガス槽のライニング構造が提案されている。また、特開平9-104915号公報には、1400℃の大気雰囲気中に4時間暴露した後の酸化脱炭層の厚さが5mm以下のマグネシアカーボンれんがを一部あるいは全部に内張りしたRH槽の耐火物内張り、あるいは、れんがの一面以上を金属板あるいは金属箔で覆ったマグネシアカーボンれんがを一部あるいは全部に内張りしたRH槽の耐火物内張りが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
これらの提案は、ともにRH脱ガス槽など真空脱ガス処理容器の内張りとしてマグネシアカーボンれんがを用いるものであり、これによって内張り耐火物の寿命延長や真空脱ガス工程における加炭作用の抑制が可能である。しかし、実開昭61-120750号公報に提案されている手段では、ライニング構造において被覆金属板の厚さを吸収するため、金属板で覆われていない部分の目地を必要以上に厚くしなければならない。例えば金属板の厚さが1mmであると目地の厚さは3mm以上となる。そのため、目地部分の先行消耗が発生したり、あるいは、比較的通気率の高い目地モルタルを介してれんがの酸化が促進されるなどの不都合がある。
【０００５】
一方、特開平9-104915号公報に提案されている方法では、槽寿命の延長効果は認められるものの、質量比でCを15%含有するマグネシアカーボンれんがを使用しているためか、真空脱ガス処理容器により真空脱炭する際に加炭が生じ、そのため、極低炭素鋼の製造が困難になるという問題があった。また、その実施例によれば、金属板に被覆が前記実開昭61-120750号公報の提案と同様に行われているため、前記提案と同様の問題が生ずる。
【０００６】
本発明は、これら従来技術に係る問題を解決することを目的とし、真空脱ガス処理容器の寿命を延長するとともに、真空脱ガス処理容器により真空脱炭により極低炭素鋼の製造が可能になる真空脱ガス処理容器の耐火物内張り構造を提案することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、真空脱ガス処理容器の耐火物内張り構造を、背面側のみが不焼成マグネシアカーボン煉瓦本体の側面の稜線までを覆う金属板で接着剤を用いて被覆され、質量比で3〜7%のグラファイトを配合してなる不焼成マグネシアカーボン煉瓦を、目地厚さを3mm以下として、一部あるいは全部に内張りしたものとする。
【０００８】
なお、上記発明において背面側とは、不焼成マグネシアカーボンれんがのうち溶鋼に接する面（いわゆる作動面）の背面側をいい、いいかえれば、真空脱ガス処理容器の耐火物構造のうち不定形耐火物で形成された膨張吸収層に接する面をいう。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明において用いる不焼成マグネシアカーボンれんがの一部切り欠き斜視図である。ここに示すように本発明に用いる不焼成マグネシアカーボンれんがは、不焼成マグネシアカーボンれんが本体1とその背面側を覆う金属板2からなっている。ここに、金属板2は、例えば、厚さ1mm程度のステンレス製金属板であり、前記不焼成マグネシアカーボンれんが本体1の背面側に隣接する側面の稜線まで覆うものとなっている。なお、金属板2は、不焼成マグネシアカーボンれんが本体1に例えばブチルゴム系両面テープなどの接着剤で固定されている。
【００１０】
上記の構造のマグネシアカーボンれんがを真空脱ガス処理容器の内張り耐火物として用い、隣り合うれんが間の目地厚さを薄くして施工した場合、れんが目地からの損耗の低減を図ることができる。すなわち、このように目地の厚さを薄くしたときには、れんが間の目地を通してのれんがの損耗が防止されるとともに、れんが間には金属板が存在しないので従来みられたような金属板の先行溶融がなくなる。これにより、従来のような背面及びそれに近接する五面を金属板で覆った場合に較べ、内張りの損耗速度を約10%程度小さくすることができる。
【００１１】
マグネシアカーボンれんがを不焼成とした場合、形状精度が非常に良く、かつ、熱膨張が比較的大きいので（1.8%程度）、いわゆる目地なしでも施工できるのであるが、上記の効果を挙げるためには、目地厚さは3mm以下、好ましくは2.5mm以下とするのがよい。なお、れんが背面側の目地厚さは、特に制限する必要がなく、通常のように5±2mm程度とすればよい。背面側には金属板被覆が施してあり、背面側からの酸化は十分防止されているからである。また、目地に使用するモルタルは通常のものでよいが、マグネシア60%以上のマグネシアモルタルとするのがよい。
【００１２】
本発明においては、上記マグネシアカーボンれんが中のグラファイト配合割合は、質量比で3〜7%とする。図２は、図１に示す構造を有するマグネシアカーボンれんが（厚さ71mm、幅72mm、長さ400mm）を、１回当たりの処理量が320tのRHガス処理容器の下槽部側壁に内張りし、連続して500回使用したときのれんが損耗量をマグネシアカーボンれんがにおけるグラファイト配合割合との関係を示すグラフである。ここに示すように、グラファイト配合割合がほぼ7%のときに損耗量が最も低くなることがわかる。
【００１３】
一方、図３は、転炉で溶製され、質量比でC：0.04%、O：500ppmの成分を有する溶鋼を上記真空脱ガス処理容器で真空脱炭精錬を行ったときの脱炭限度とマグネシアカーボンれんがにおけるグラファイト配合割合との関係を示すグラフである。ここに示すように、20ppm以下の極低炭素レベルに脱炭するためには、グラファイト配合割合をほぼ7%以下、好ましくは、5%以下とすべきであることが分かる。
【００１４】
これら図２、図３の結果を総合してみると、上記マグネシアカーボンれんがのグラファイト配合割合は、マグネシアカーボンれんが中の質量比で、3〜7%とするのが、損耗量および脱炭限度の双方から望ましいことが分かる。本発明は、これらの事象を基礎としており、したがって、極低炭素鋼の溶製に特に適する。
【００１５】
【発明の効果】
本発明は、上記のように背面側のみが金属板で覆われている不焼成マグネシアカーボンれんがを用いて、真空脱ガス処理容器の耐火物内張りとすることとしたので、耐火物寿命、ひいては真空脱ガス処理容器の寿命を大幅に延長することができるのみならず、極低炭素鋼の溶製が確実にできるようになるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明において用いる不焼成マグネシアカーボンれんがの一部切り欠き斜視図である。
【図２】 真空脱ガス処理容器の下槽部側壁にマグネシアカーボンれんがを使用したときのれんが損耗量とグラファイト配合割合との関係を示すグラフである。
【図３】 転炉で溶製された溶鋼の真空脱ガス処理容器における脱炭限度とマグネシアカーボンれんが中のグラファイト配合割合との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1：不焼成マグネシアカーボンれんが本体
2：金属板
Claims (1)
- 背面側のみが不焼成マグネシアカーボン煉瓦本体の側面の稜線までを覆う金属板で接着剤を用いて被覆され、質量比で3〜7%のグラファイトを配合してなる不焼成マグネシアカーボン煉瓦を、目地厚さを3mm以下として、一部あるいは全部に内張りしたことを特徴とする真空脱ガス処理容器の耐火物内張り構造。
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|---|---|---|---|
| JP2000169933A JP4644911B2 (ja) | 2000-06-07 | 2000-06-07 | 真空脱ガス処理容器の耐火物内張り構造 |
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| JP2000169933A JP4644911B2 (ja) | 2000-06-07 | 2000-06-07 | 真空脱ガス処理容器の耐火物内張り構造 |
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|---|---|
| JP2001349677A JP2001349677A (ja) | 2001-12-21 |
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| JP2000169933A Expired - Fee Related JP4644911B2 (ja) | 2000-06-07 | 2000-06-07 | 真空脱ガス処理容器の耐火物内張り構造 |
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